一、天線概述二、船用天線系統課題十九、天線系統

一、天線概述

天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發射或接收的基本特性參數是相同的。這就是天線的互易定理。

衛星電視接收系統的組成：衛星電視接收系統是由：拋物面天線、饋源、高頻頭、衛星接收機組成一套完整的衛星地面接收站。1.拋物面天線是把來自空中的衛星信號能量反射會聚成一點（焦點）。2.饋源是在拋物面天線的焦點處設置一個懼衛星信號的喇叭，稱為饋源，意思是饋送能量的源，要求將會聚到焦點的能量全部收集起來。前饋式衛星接收天線基本上用大張角波紋饋源。3.高頻頭（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來的衛星信號進行降頻和信號放大然后傳送至衛星接收機。高頻頭的噪聲度數越低越好。4.衛星接收機是將高頻頭輸送來的衛星信號進行解調，解調出衛星電視圖像信號和伴音信號。拋物面天線饋源

饋源是天線的心臟，它用作高增益聚集天線的初級輻射器，為拋物面天線提供有效的照射,對經反射面反射而來的電磁波進行整理,使其極化方向一致,并進行阻抗變換,使饋源中由圓波導傳播的電磁波能夠變換成調頻頭中由矩形波導傳播的電磁波,從而提高天線效率。高頻頭

高頻頭：俗稱調諧器，是電視高頻信號公共通道的第一部分，目前電視機使用的高頻頭一般分為數字信號高頻頭（簡稱數字高頻頭）和模擬信號高頻頭（簡稱模擬高頻頭）。簡單的講就是接受電視信號的調諧及高頻信號放大器。衛星接收機

衛星電視接收機俗稱“鍋”，是一種能夠接收衛星電視節目的裝置。生產、銷售和安裝衛星電視接收器屬于違法行為。但是近日，記者在首府多個小區內看到，一度因有線電視普及而冷清的“鍋”市場，又在首府熱賣起來，販賣者打出新賣點：安裝“鍋”能收看到境外成人節目。

天線是輻射或接收電磁波的裝置。根據天線輻射或接收電磁波的不同，一般分為發射天線和接收天線。發射天線的作用是把已調高頻電流的能量轉換成電磁波能量向空間輻射出去；接收天線的作用是將來自空間的電磁波能量轉換為高頻電流能量。因此，發射天線與接收天線都是一種能量轉換裝置，并且可以證明它們具有互易性，即收發天線可以互換使用，其參數基本不變。二、船用天線系統（1）常見船用天線簡介

船用天線種類很多，一艘遠洋船舶往往配備有十幾副天線，每副天線都有其特殊用途。船用天線從長波到微波幾乎都有，其形狀各異。幾種常見的船用天線：1.T型和Г型天線船用中高頻收發射機的工作頻率覆蓋了整個中波及短波波段（1.6-27.5MHz）。由于船上空間有限，不可能對每個波段都配置一副專用天線，因此船用單邊帶發射機通常只配一副主天線，該天線是按中波發射方式設置的，短波也從該天線中發出。由于中波傳播主要靠地波傳播，而地波傳播一般采用垂直極化方式，因此中波天線一般采用垂直天線。船用中高頻收發射機的天線通常采用T型或Г型加頂天線，如圖所示T型和Г型天線2.直立桅桿式天線直立桅桿式天線也稱帶拉索的桅桿天線，如圖所示。它基本上由以下4部分組成：高頻絕緣子：在天線底座，用于支撐天線。桅桿：它是底部絕緣的空心桅桿，電流沿外表面流到頂部，輻射高頻能，內表面沒有電流流過。加頂電容圈：起加頂作用。拉索：起固定天線作用。這種天線與T型和Г型天線相比，其有以下優點：（1）不影響船舶裝卸貨，無需拆卸天線；

(2)T型和Г型天線遇雨或結冰時，絕緣子附掛的冰水將會使天線與桅桿短路，而直立天線無此問題。（3）可進行標準化設計，不受具體船體限制。這種天線的缺點：（1）對底部絕緣要求高；（2）天線固定困難；（3）由于拉索的存在，天線所占面積較大。為此，有改進型的頂饋接地桅桿式天線和立式桅桿天線（也稱自立式豎籠天線）。直立桅桿式天線3.全向性天線全向性天線能夠接收所有方向來的無線電波，不需要伺服裝置調整天線指向。如圖所示的天線就是Inmarsat-C標準船站使用的全向性天線。INMARSAT-C天線4.拋物面天線如圖所示的天線就是拋物面天線。這種天線使用聚焦技術，能獲得較高的發射和接收增益。如圖所示從衛星發來的信號被碟狀的拋物面天線所接收并反射聚焦到主焦點，信號在主焦點被收集，由于信號能被集中，因而使通過主焦點饋送至船站電子單元的信號電平大大提高，也就是獲得了高的天線增益。由于天線具有互易性，接收原理同樣適用于有船站向衛星發送信號的情況。目前，船舶上安裝的B型船站和M船站，都采用拋物面天線。因為這種天線具有極強的方向性，因此在使用這種天線進行通信時，要求必須時刻將天線對準所使用的衛星，而且在天線與衛星之間，必須保持通透，不能有任何障礙物存在。見圖所示Inmarsat-M標準船站所用的天線就是拋物面狀天線。INMARSAT-M天線5.陣列天線下圖所示的是NERA公司的Inmarsat-F標準天線就是陣列天線一種實例。該天線由四塊波束陣列天線組成。用跟蹤控制模塊控制相移器的開關，從水平和垂直方向上調整陣列天線指向靜止衛星，實現點波束通信。Inmarsat-F（NERA）天線之一二、船用天線系統性能參數天線口徑：76cm天線增益：38.0dB(12.5G)時天線罩直徑：90cm天線高度：92cm天線罩損耗：＜1dB天線總重量：45kg電源要求：10－16V

DC工作溫度范圍：-20－70℃穩定系統性能參數：船搖運動范圍：橫搖±25°縱搖±15船搖運動速率：＞25°/秒方位轉動速率：12°/秒方位轉動范圍：540°俯仰轉動范圍：10°至90°極化方式：線極化V/H捕獲衛星方式：全自動穩定方式：3軸步進（2）船用天線系統的優點1、捕獲時間短：初次使用接通電源后，一般不超過三分鐘即可捕獲到衛星。2、跟蹤精度高：系統采用圓錐掃描(conicalscanning)差信道跟蹤體制，跟蹤靈敏度高。3、使用壽命長：天線座采用電子傾斜儀作為位移傳感器，其使用壽命遠高于機械陀螺系統。4、使用操作方便：天線已內置GPS系統和電子羅盤，無須外接任何部件。用戶只需連接電源電纜和信號電纜，開啟電源，三分鐘即可收到衛星電視信號。（3）船用天線安裝注意事項

船用天線能否有效地工作，很多情況下取決于是否正確地安裝和使用。在選擇天線的安裝位置時，應該遵循的原則是，選出的位置能夠得到船舶條件所允許的最佳天線參數，這些參數與上甲板構件的構造方法，無線電報房的位置、桅桿及上層建筑物有關。

在使用中波天線時，必須考慮到它的效率與氣候條件有著極其密切關系這一因素。在雨雪天，風暴天氣絕緣電阻下降，會導致主天線效率下降。為了防止中波天線的絕緣電阻急劇下降，最好采用由多個絕緣子組成的絕緣鏈，并最好能在桅桿天線的本體上安裝由玻璃鋼制成的圓錐形專用保護罩。發射天線最好集中在直接靠近無線電報房的區域內，而接收天線則應盡可能遠些。

T型和Г型天線的水平部分通常都掛在兩根桅桿之間。天線的垂直下引線必須離金屬桅桿盡可能遠，距離一般不小于7～8m（與桅桿高度有關）。在安裝天線時還應注意以下幾點：1.天線裝置的結構，應能承受11級的風力。2.每根天線應由一整根紋合線構成。在天線與下引線必須打結時，應予以編織，可靠焊接。3.天線裝置應選遠離高煙囪、通風筒、桅桿及上層建筑其他金屬物體，其距離不小于1m。4．天線絕緣子應采用高壓高頻絕緣材料，并能承受一定的機械強度和很高的放電電壓。在人員易于通過之處，裝設垂直位置的發射天線引入線時，應有防護措施。以人手碰不到引線為安全。安裝INMARSAT船站天線時，應注意先仔細閱讀安裝說明書，了解天線的安裝圖和注意事項。天線的安裝地點不能有遮擋物，并遠離船員經常工作和接近的地點，天線周圍要有適當的提醒防輻射標志。（4）天線的維護與保養

對天線的維護保養應當有計劃地定期進行檢查、維護和保養。春、夏之交與秋、冬之交應調接天線的張力；定期檢查天線，天線松緊要適度，不應繃的過緊，也不應過于松弛；應當定期地給天線的拉線、卸扣、繩圈和夾頭等上黃油，以避免拉線等被腐蝕；應當定期地對天線桅桿敲銹和上防腐漆，避免桅桿被腐蝕；在船舶到港，為裝卸貨而放下天線時，可檢查一下天線有無斷裂或銅銹，發現問題應及時更換或清潔；檢查天線絕緣子有無破損，若有破損應及時更換，并應經常清潔絕緣子除去所積的煙灰，以提高絕緣強度；應定期測量天線對地的絕緣強度，若絕緣強度過低，則應找出降低的原因，予以排除；

當暴風雨來臨時，若可能應把天線放下，以免天線被強風所刮斷；